62 TẠP CHÍ KHOA HỌC KIẾN TRÚC & XÂY DỰNG
KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
Một số đề xuất về cải tiến giảng dạy học phần địa chất công trình
cho sinh viên ngành Kỹ thuật xây dựng
tại trường Đại học Kến trúc Hà Nội theo mô hình CDIO
Some proposals for innovations in teaching engineering geology module based on CDIO for civil
engineering students at hanoi architectural university
TS. Đỗ Minh Tính
Tóm tắt
Địa chất công trình là học phần cơ sở ngành bắt buộc đối với
sinh viên theo học ngành Kỹ thuật xây dựng. Thực tiễn giảng
dạy cho thấy, với đặc thù của học phần này, các phương pháp
giảng dạy theo mô hình truyển thống rất khó đạt được mục
tiêu đào tạo đặt ra. Căn cứ vào các mục tiêu đào tạo theo
chuẩn đầu ra, dựa trên mô hình đào tạo CDIO tác giả đề xuất
một số ý kiến về đổi mới nội dung và phương pháp giảng dạy
của học phần này. Chủ yếu tập trung vào mấy vấn đề cơ bản
là: sự chuyển đổi về vai trò của giảng viên và sinh viên, tối ưu
hóa nội dung tài liệu giảng dạy, giảng dạy lý thuyết và kết
hợp với thực hành thông qua sử dụng phương pháp giảng dạy
theo tình huống và thay đổi cách đánh giá điểm quá trình của
sinh viên. Bằng việc thực hiện các đổi mới cơ bản này, sẽ giúp
sinh viên đạt kết quả tốt hơn trong học tập, tăng năng lực ứng
dụng thực tế và sẵn sàng cho hội nhập Quốc tế.
Từ khóa: địa chất công trình; mô hình CDIO; cải tiến chương trình giảng
dạy, năng lực ứng dụng thực tế
Abstract
Engineering Geology is a mandatory foundation course of students
studying Civil Engineering. Through teaching practice, it is shown
that teaching methods based on the traditional teaching are very
difficult to achieve the training goals. Based on this training objective
according to the Expected Learning Outcome, based on CDIO, the
author proposes some ideas about innovating the content and
teaching methods of the module. Mainly focusing on several basic
issues: the transformation of the roles of lecturers and students,
optimizing the content of teaching materials, implementation of
theoretical lectures and combination with practice through the use of
situational teaching methods and change the way students’ progress
scores are evaluated. By implementing these basic innovations, it will
help students achieve better results from studying, increase practical
application capacity and be ready for international integration.
Key words: Engineering geology; CDIO; transformation of education,
Practical application ability
TS. Đỗ Minh Tính
Bộ môn Địa kỹ thuật & Công trình ngầm, Khoa Xây dựng
Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
ĐT: 0988560866
Email: dominhtinh32@gmail.com
Ngày nhận bài: 16/4/2024
Ngày sửa bài: 22/5/2024
Ngày duyệt đăng: 23/05/2024
1. Thực trạng công tác giảng dạy học phần Địa chất công
trình
Tại trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Địa chất công trình (ĐCCT)
là một học phần cơ sở ngành, được thiết kế trong chương trình
đào tạo kỹ sư ngành Kỹ thuật xây dựng (chuyên ngành Kỹ thuật
xây dựng công trình dân dụng & công nghiệp và Công trình ngầm
đô thị). Học phần này thường được bố trí giảng dạy ở nhịp 1 của
học kỳ 2 cho sinh viên năm thứ 2. Đây là học phần bắt buộc đối
với sinh viên khối ngành Kỹ thuật xây dựng. Môn học nhằm trang
bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản và cần thiết về ĐCCT, giúp
người học có thể tiếp thu một cách dễ dàng hơn các học phần có
liên quan như: Cơ học đá, Cơ học đất, Nền móng, Thiết kế và thi
công các công trình xây dựng dân dụng & công nghiệp, Thiết kế và
thi công công trình ngầm... Ngoài ra, nhiệm vụ của học phần này
còn giúp sinh viên hiểu và khai thác được tài liệu ĐCCT (báo cáo
kết quả khảo sát ĐCCT, bản đồ ĐCCT,...), biết phân tích các điều
kiện ĐCCT và có khả năng đánh giá, giải quyết các vấn đề ĐCCT
có thể phát sinh trong xây dựng.
Với hơn 10 năm tham gia công tác giảng dạy học phần ĐCCT,
tác giả nhận thấy, trong công tác giảng dạy học phần này vẫn đang
còn tồn tại một số vấn đề cơ bản sau:
(1) Nội dung giảng dạy nhiều, thời lượng giảng dạy ít: Theo
thiết kế, tổng thời lượng dành cho học phần này là 30 tiết lý thuyết
và 15 tiết thực hành. Với các nội dung cần truyền tải tới người học
thì thời lượng này là quá ngắn. Phần lớn giảng viên chỉ tập chung
vào các nội dung chính như: các đá cấu tạo nên lớp vỏ Trái đất,
địa chất Kỷ Đệ tứ, nước dưới đất, một số hiện tượng địa chất động
lực công trình và một số phương pháp khảo sát ĐCCT. Các nội
dung còn lại chỉ đủ để giới thiệu khái quát hoặc dành cho sinh viên
tự học.
(2) Nội dung giảng dạy chưa nổi bật, lý thuyết liên hệ thực tế ít:
Với tính chất là một khoa học ứng dụng của khoa học Trái đất, đặc
điểm của học phần ĐCCT là có tính thực tiễn cao. Tuy nhiên, các
giảng viên khi giảng dạy vẫn thường vẫn áp dụng hình thức “bơm
kiến thức”. Nhiều khái niệm mới có tính trừu tượng, tính lô-gíc và
mối liên quan giữa các nội dung môn học không cao, nội dung dàn
trải và vụn vặt, mối liên hệ với công trình thực tế không mật thiết…
từ đó dẫn tới người học không nắm bắt được các nội dung trọng
điểm. Điều này làm cho hiệu quả của việc dạy và học không cao,
thậm trí còn mất đi tính hứng thú khi tham gia học tập học phần
này.
(3) Phương pháp giảng dạy đơn điệu: Ngày nay, với sự phát
triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ hiện đại đã thúc đẩy
sự ra đời của các lý thuyết mới, phương pháp mới và phương tiện
mới trong tất cả các lĩnh vực khoa học khác nhau. Điều này cũng
đúng đối với các chuyên ngành của ngành Kỹ thuật xây dựng, trong
đó có địa chất công trình. Vì vậy, một trong những nhiệm vụ của
việc giảng dạy học phần ĐCCT là giúp sinh viên hiểu rõ hơn về các
xu hướng tiên tiến của khoa học ĐCCT, nắm vững các lý thuyết,
phương pháp và công nghệ mới. Công nghệ đa phương tiện hiện
đại giờ đây đã trở thành phương tiện không thể thiếu trong quá
trình giảng dạy ở các trường Đại học. Nó làm phong phú thêm
63
SỐ 54 - 2024
phương pháp và nội dung giảng dạy truyền thống. Phương
pháp giảng dạy trên lớp của học phần ĐCCT tại trường Đại
học Kiến trúc Hà Nội chủ yếu sử dụng thiết bị đa phương
tiện để giảng dạy. Ưu điểm là có thể hiển thị cho sinh viên
chương trình giảng dạy PPT bằng hình ảnh và văn bản, giúp
cải thiện sự quan tâm của sinh viên trong việc nghe trên lớp.
Tuy nhiên, nhược điểm của nó là thường sẽ khiến giảng viên
quá phụ thuộc vào các chương trình đa phương tiện, đôi
khi còn ảnh hưởng đến hiệu quả của lớp học khi thiết bị đa
phương tiện gặp sự cố. Vì vậy, nếu chỉ dựa vào một phương
pháp giảng dạy bằng phần mềm đa phương tiện duy nhất rõ
ràng không thể đạt được kết quả giảng dạy tốt.
(4) Tài liệu giảng dạy học phần ĐCCT chưa phù hợp:
Hiện nay có không ít tài liệu phục vụ giảng dạy học phần
ĐCCT. Nhưng do hạn chế của kế hoạch giảng dạy trong đào
tạo kỹ sư ngành Kỹ thuật xây dựng nên không có nhiều tài
liệu có thể đáp ứng được đặc thù riêng của ngành. Đối với
ngành Kỹ thuật xây dựng, một tài liệu giảng dạy ĐCCT tốt
không chỉ bao gồm những kiến thức cơ bản trong lĩnh vực
ĐCCT mà còn phải đảm bảo thông dụng dễ hiểu; cô đọng
thành hệ thống kiến thức hoàn chỉnh, chuyên nghiệp, có sự
kết nối mật thiết giữa lý thuyết và ứng dụng thực tế của lĩnh
vực khoa học ĐCCT.
2. Quy trình giảng dạy học phần ĐCCT theo mô hình
CDIO
Trong mô hình giảng dạy CDIO, CDIO lần lượt là viết tắt
của các cụm từ tiếng Anh Conceive - Design - Implement -
Operate, có nghĩa là hình thành ý tưởng, thiết kế ý tưởng,
thực hiện và vận hành, khởi nguồn từ Viện Công nghệ MIT
(Hoa Kỳ) [4]. Đây là cách biểu đạt trừu tượng và khái quát của
mô hình giảng dạy “Học qua thực hành” và “Giáo dục và học
tập dựa trên dự án” (Project Based Education and Learning).
Cho đến nay, mô hình này được áp dụng ngày càng nhiều ở
các trường Đại học và Cao đẳng trên toàn thế giới. Về bản
chất, CDIO là một giải pháp nâng cao chất lượng đào tạo,
đáp ứng yêu cầu của xã hội trên cơ sở xác định chuẩn đầu
ra, từ đó thiết kế chương trình và kế hoạch đào tạo (thiết
kế đầu vào). Mô hình
giảng dạy CDIO có thể
kết hợp giữa lý thuyết và
thực hành, cho phép sinh
viên tích cực học hỏi các
nội dung lý thuyết, công
nghệ và kinh nghiệm có
liên quan trong học tập
theo các dự án kỹ thuật.
Từ đó có thể giải quyết
vấn đề mất kết nối giữa lý
thuyết và thực hành trong
giáo dục truyền thống, rất
phù hợp với các bộ môn
dạy học truyền thống.
Vì vậy, đối với học phần
ĐCCT, mang đặc điểm
là có tính thực hành kỹ
thuật cao, việc thực hiện
đổi mới giảng dạy theo
mô hình CDIO là rất cần
thiết.
Việc đổi mới dựa trên
mô hình giảng dạy CDIO
yêu cầu cả giảng viên và
sinh viên đều là chủ thể
của giảng dạy. Trong đó
mỗi chủ thể đều có nhiệm
vụ tương ứng trong mỗi
liên kết giảng dạy (như thể hiện ở Hình 1).
2.1. Quá trình lập ý tưởng giảng dạy
Trong mô hình dạy học CDIO, quan niệm là bước đầu.
Quan niệm khoa học, hợp lý mới có thể nâng cao chất lượng,
hiệu quả dạy học, đồng thời có thể phát huy tốt hơn vai trò,
giá trị của mô hình CDIO trong việc giảng dạy học phần Địa
chất công trình. Việc áp dụng mô hình CDIO phải được thực
hiện theo quan niệm khoa học như sau:.
(1) Trong quá trình áp dụng mô hình CDIO, giảng viên
cần tối ưu hóa đề cương giảng dạy dựa trên kế hoạch đào
tạo kỹ năng nghề nghiệp, đồng thời tính đến nhu cầu học tập
của sinh viên cũng như nhu cầu của xã hội. Điều chỉnh trình
tự giảng dạy bằng việc sắp xếp các chương, tiết theo thứ tự
phù hợp; bằng mọi cách giúp sinh viên kết hợp giữa nội dung
lý thuyết với công trình thực tiễn; tham gia tích cực vào toàn
bộ quá trình của mô hình giảng dạy CDIO.
(2) Khi giảng dạy theo mô hình CDIO, giảng viên phải
có hiểu biết toàn diện về hệ thống kiến thức và cấu trúc của
học ĐCCT. Đồng thời cần có khả năng phân tích, sắp xếp lại
khung kiến thức môn học hiện có. Chỉ bằng cách này, các
điểm kiến thức khác nhau của khóa học mới có thể được xen
kẽ và tích hợp vào việc giảng dạy CDIO để sinh viên có thể
hiểu một cách hệ thống và toàn diện hơn về nội dung giảng
dạy học phần ĐCCT. Trong quá trình giảng dạy kiến thức
lý thuyết, giảng viên cũng cần chú ý đến sự giao thoa, tích
hợp giữa công nghệ thực hành kỹ thuật tương ứng và kinh
nghiệm thực tế để đạt được sự kết nối liền mạch giữa kiến
thức lý thuyết và công nghệ thực tiễn.
2.2. Quá trình thiết kế giảng dạy
Trong quá trình thiết kế giảng dạy, dựa trên ý niệm giảng
dạy theo mô hình CIDO, cần tối ưu hóa nội dung giảng dạy
của học phần theo các mục tiêu: bồi dưỡng kiến thức, đào
tạo sự hiểu biết và khả năng cảm nhận công trình thực tế có
liên quan, đào tạo khả năng ứng dụng thực tế. Trong thiết
kế giảng dạy, giảng viên có trách nhiệm tối ưu hóa nội dung
Hình 1. Thực hiện dạy và học theo mô hình CDIO [6]
64 TẠP CHÍ KHOA HỌC KIẾN TRÚC & XÂY DỰNG
KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
giảng dạy của học phần, thiết kế tài liệu hướng dẫn học, thu
thập các tài liệu có liên quan phục vụ cho việc tự học của
sinh viên. Ví dụ, sinh viên có thể được phép tham gia thiết kế
giảng dạy cùng giảng viên trước khi tiến hành triển khai dạy
và các vấn đề ĐCCT phù hợp (vừa đảm bảo kiến thức vừa
dựa trên sở thích của sinh viên) được lựa chọn để giảng dạy.
Để đáp ứng nhu cầu nâng cao năng lực ngoại ngữ, giúp
sinh viên sau khi tốt nghiệp có thể nhanh chóng tham gia
vào tiến trình hội nhập Quốc tế, thì công tác tăng cường xây
dựng đội ngũ giảng dạy song ngữ và nói tiếng Anh là mắt
xích then chốt. Tăng cường xây dựng đội ngũ giảng viên
giảng dạy bằng tiếng Anh có thể tập trung vào mấy vấn đề
sau: tăng cường đào tạo giáo viên trẻ, thông qua việc tổ
chức có mục tiêu đào tạo chuyên môn giảng dạy song ngữ;
tuyển dụng các đội ngũ tri thức giỏi được đào tạo từ các
nước tiên tiến sử dụng ngôn ngữ Anh trên thế giới, đồng thời
không ngừng làm phong phú thêm đội ngũ giảng dạy tiếng
Anh học phần ĐCCT; xây dựng nhiều nền tảng trao đổi Quốc
tế, tạo ra nhiều không gian và cơ hội trao đổi hợp tác Quốc
tế hơn cho đội ngủ giảng viên như các chuyến thăm và trao
đổi ở nước ngoài, hợp tác dự án và đào tạo chung, dần dần
hiện thực hóa quá trình quốc tế hóa nghề nghiệp.
Hình 2 là một ví dụ thể hiện cấu trúc mô-đun kiến thức
của tài liệu giảng dạy học phần ĐCCT. Có thể khái quát về
cấu trúc này như sau: Trong thiết kế bài giảng, để phân tích
các vấn đề ĐCCT, các kiến thức về địa chất đại cương và đất
đá xây dựng có thể được tổng hợp thành các mô-đun giảng
dạy kiến thức lý thuyết cơ bản, phần nội dung Kỹ thuật khảo
sát ĐCCT được thiết kế vào mô-đun phân tích các vấn đề
ĐCCT. Như vậy, nó sẽ giúp cho người dạy nêu bật lên được
phần nội dung về phương pháp phân tích, biện pháp phòng
chống và xử lý các hiện tượng ĐCCT.
2.3. Quá trình thực hiện giảng dạy
Trong quá trình thực hiện giảng dạy, ví dụ việc dạy học
theo tình huống với mục tiêu chính đặt ra là giải quyết các
vấn đề ĐCCT sẽ được thực hiện kịp thời theo tiến độ thời
gian dạy học trên lớp. Thông qua việc tóm tắt về điều kiện
ĐCCT của tình huống cụ thể, tiến hành phân tích nguyên
nhân, đề xuất các biện pháp phòng chống hoặc xử lý rồi đi
đến thảo luận cả ở góc độ lý thuyết và giải pháp kỹ thuật
thực tiễn. Sinh viên có thể tự mình hoặc tạo nhóm để thực
hiện toàn bộ quá trình từ khâu lên ý tưởng, thiết kế chương
trình, thực hiện đến vận hành. Từ đó giúp đạt được mục đích
trau dồi kiến thức thực tế, kỹ năng phục vụ chuyên nghiệp và
năng lực làm việc nhóm của sinh viên.
Sau đây, tác giả lấy một ví dụ cụ thể cho việc thực hiện
giảng dạy cho nội dung “Đánh giá các vấn đề ĐCCT có thể
xảy ra khi thi công một hố đào sâu cho công trình nhà cao
tầng”. Giảng viên tiến hành chia lớp thành các nhóm sinh
viên để thảo luận, phân tích và đưa ra kết luận (đưa ra ý
kiến đánh giá). Mỗi nhóm sinh viên được giao một nhiệm
vụ cụ thể khác nhau có liên quan đến vấn đề đặt ra. Dựa
vào các nội dung kiến thức lý thuyết đã được giảng dạy ở
phần trước, các nhóm sinh viên sẽ lần lượt tiến hành tìm
hiểu, phân tích các nội dung khác nhau, bao gồm: điều kiện
mặt bằng và địa hình, điều kiện cấu tạo địa chất khu vực
(nếp uốn, khe nứt, đứt gãy, động đất), điều kiện địa tầng và
tính chất cơ lý của các lớp đất đá, điều kiện nước dưới đất,
các biện pháp giữ ổn định vách hố đào và các nội dung cần
quan trắc trong quá trình thi công hố đào. Mỗi vấn đề đặt ra
đều thông qua việc trao đổi nội bộ giữa các thành viên trong
nhóm để đưa ra ý kiến tổng hợp cuối cùng. Như vậy trong
quá trình phân tích và thảo luận vấn đề, không chỉ giúp sinh
viên rèn luyện về tính tổ chức thực hiện công việc mà nó còn
giúp tăng kỹ năng vận dụng các kiến thức lý thuyết đã được
học để giải quyết các bài toán thực tế. Ngoài ra nó còn tạo ra
cảm giác hưng phấn, thiết lập tinh thần làm việc tập thể tốt
cho các em. Việc thực hành giảng dạy có thể được thực hiện
theo sơ đồ minh họa sau:
2.4. Quá trình vận hành giảng dạy
Theo quan niệm và thiết kế giảng dạy, trong quá trình vận
hành, sau khi kết thúc nhiệm vụ phân nhóm sinh viên của
từng giai đoạn, yêu cầu mỗi sinh viên phải báo cáo về phần
việc đã được phân công nhiệm vụ ở giai đoạn này. Giảng
viên phụ trách và các sinh viên
khác sẽ cùng tham gia thảo
luận, đưa ra các ý kiến đóng
góp và kiến nghị theo từng
giai đoạn của từng nhóm. Sau
khi kết thúc toàn bộ công việc
phân tích và thảo luận của
trường hợp bài toán ví dụ,
trưởng nhóm sẽ hỗ trợ giảng
viên tổng kết và đánh giá bằng
hình thức cho điểm kết quả
của từng nhóm. Quá trình
đánh giá, giảng viên nên thiết
kế bảng đánh giá, trong đó
chú ý đến trọng số về thái độ
và tính tích cực tham gia của
từng sinh viên cũng như của
cả nhóm. Qua đó giúp nâng
cao năng lực, ý thức trách
nhiệm của sinh viên trong việc
tham gia vào hoạt động giảng
dạy đã được lập ra.
3. Kết luận
Giảng dạy theo mô hình
CDIO có những ưu điểm vượt
trội so với mô hình dạy học
truyền thống, tuy nhiên việc
Hình 2. Sơ đồ thiết kế cấu trúc mô-đun giảng dạy học phần ĐCCT theo mô hình
CDIO
65
SỐ 54 - 2024
phát triển giảng dạy theo mô hình này đặt ra yêu cầu cao
hơn về thiết kế chương trình giảng dạy và năng lực tổ chức
lớp học của giảng viên. Trong giảng dạy thực tế, với trong
thời gian giảng dạy có hạn, chỉ có thể dạy một số chủ đề
nhất định theo mô hình CDIO một cách có mục tiêu. Đồng
thời thời gian và công sức mà cả giảng viên và sinh viên đều
tăng lên đáng kể, dẫn đến việc dạy học theo phương thức
CDIO gặp nhiều hạn chế khi áp dụng vào toàn bộ quá trình
giảng dạy.
Trong suốt quá trình triển khai thực hiện giảng dạy theo
mô hình CDIO, chúng ta sẽ tổng kết, đúc rút kinh nghiệm và
rút ra bài học về đổi mới phương pháp giảng dạy thực tế học
phần ĐCCT cho sinh viên ngành Kỹ thuật xây dựng. Qua đó,
kỳ vọng sẽ mang lại những tư duy mới, phương pháp mới
cho việc giảng dạy thực tế học phần này trong điều kiện vốn
có của Nhà trường, nhằm không chỉ nâng cao chất lượng
học tập của sinh viên mà còn đáp ứng nhu cầu của xã hội,
của doanh nghiệp và nhu cầu hội nhập Quốc tế, đóng góp
cho sự phát triển kinh tế và xã hội của đất nước./.
Hình 3. Sơ đồ thiết kế thực hiện giảng dạy vấn đề ĐCCT khi thi công hố đào sâu
Tài liệu tham khảo
1. Ban Chấp hành Trung ương. Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày
04/11/2013 về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và đạo tạo, đáp
ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại đóa trong điều kiện kinh tế
thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập Quốc tế. Hà
Nội, 2013.
2. Nguyễn Duy Linh, Đổi mới nội dung, hình thức, phương pháp giảng
dạy theo hướng phát huy tính tích cực học tập, rèn luyện của học
viên ở Trường Sĩ quan Pháo binh hiện nay, Tạp chí Khoa học và
Giáo dục Việt Nam. Số 27, tháng 3 năm 2020.
3. Nguyễn Văn Lượng, Đổi mới phương pháp giảng dạy tại các trường
đào tạo bồi dưỡng cán bộ trong giai đoạn hiện nay. Tạp chí Khoa
học Giáo dục Việt Nam, Số 48, 12/2021.
4. CDIO Standards 2.0. URL: http://cdio.org/implementing-cdio/
standards/12-cdio-standards, 2016.
5. Hongbo Zhao, Teaching Innovation of Geotechnical Engineering
Based on CDIO, Optics Photonics and Energy Engineering (OPEE),
2010 International Conference on Volume 2. Wu Han, China, 2010.
6. Mejtoft, Industry Based Projects and Cases: A CDIO Approach to
Students’ Learning, In Proceedings of the 11th International CDIO
Conference, Chengdu University of Information Technology. Cheng
Du, China, 2015.
7. Hoang-Tien Nguyen. Enhancing Teaching Performance as a
Preparation to Implement CDIO Teaching Approach, Proceedings
of University Scientific Conference on “Building Learning Outcomes
for IT Majors in Accordance with CDIO Model”. Tien Giang
University, August 2017.
8. T. Batdorj et al., Experience of Developing Students’ CDIO Skills
using Design Built Projects, Conference: Proceedings of the 14th
International CDIO Conference, Kanazawa Institute of Technology,
Kanazawa, Japan. June 28 - July 2, 2018.
9. N. T. Nguyen, T. V. Thai, H. T. Pham, G. C. Nguyen, CDIO Approach
in Developing Teacher Training Program to Meet Requirement
of the Industrial Revolution 4.0 in Vietnam, International Journal
of Emerging Technologies in Learning, Vol. 15, No. 18, 2020, pp.
108-123.
10. Hoang Thi Hong. Teaching Towards “CDIO” Approach on
Students of Electrical-Electronic Engineering Technology: A Case
Study, VNU Journal of Science: Education Research, April, 2023.